ESTIMACIÓN DE CANAL POR CUADRADOS MÍNIMOS CON CORRECCIÓN DE RUIDO COLOREADO.

Un método para recibir una señal de comunicación sujeta a ruido coloreado por un canal de comunicación,

comprendiendo el método los pasos de: recibir la señal de comunicación que incluye el ruido coloreado (bloque 500); determinar una estimación de canal para el canal de comunicación basado en la señal recibida, información predeterminada asociada con la señal recibida y una autocorrelación del ruido coloreado (bloques 505-532); generar una estimación para la señal recibida usando la estimación determinada de canal (bloque 535); y caracterizado porque el paso de determinar una estimación de canal para el canal de comunicación comprende los pasos de: generar una pluralidad de estimaciones candidatas de canal, en el que cada una de la pluralidad de estimaciones candidatas de canal, está basada en una de una pluralidad de autocorrelaciones candidatas (bloques 500-530); y seleccionar una de la pluralidad de estimaciones candidatas de canal como la estimación de canal (bloques 530-532).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07115021.

Solicitante: ERICSSON INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 6300 LEGACY DRIVE PLANO, TEXAS 75024 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: RAMESH, RAJARAM, ZANGI,Kambiz, HUI,Dennis.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 18 de Enero de 2001.

Clasificación PCT:

  • H04L25/02 SECCION H — ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04L TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION TELEGRAFICA (disposiciones comunes a las comunicaciones telegráficas y telefónicas H04M; selección H04Q). › H04L 25/00 Sistemas de banda base. › Detalles.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Finlandia, Chipre.

PDF original: ES-2366814_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a métodos y sistemas de comunicaciones y, más particularmente, a métodos y sistemas para señales de comunicaciones sujetas a ruido tales como las halladas típicamente en sistemas de comunicación inalámbrica. Sistemas de comunicaciones inalámbricas son empleados comúnmente para proporcionar comunicaciones de voz y datos a abonados. Por ejemplo, sistemas radiotelefónicos celulares analógicos, tales como los designados AMPS (Advanced Mobile Phone Service), ETACS (Extended Total Access Communications System), NMT-450 (Nordic Mobile Telephone-450) y NMT-900 (Nordic Mobile Telephone-900), han sido desplegados satisfactoriamente durante mucho tiempo en todo el mundo. Sistemas radiotelefónicos celulares digitales tales como los que están de acuerdo con la norma norteamericana IS-54 (Interim Standard-54) y la norma europea GSM (Global System for Mobile Communications), han estado en servicio desde principio de los 1.990. Más recientemente, han sido introducidos una gran diversidad de servicios digitales inalámbricos etiquetados generalmente como PCS (Personal Communications Services), incluyendo sistemas celulares digitales avanzados de acuerdo con normas tales como IS-136 e IS-95, sistemas de potencia más baja tales como DECT (Digital Enhanced Cordless Telephone) y servicios de comunicaciones de datos tales como CDPD (Cellular Digital Packet Data). Estos y otros sistemas son descritos en “El manual de comunicaciones móviles” redactado por Gibson y publicado por CRC Press (1.996).

Sistemas de comunicaciones inalámbricas tales como sistemas radiotelefónicos celulares incluyen típicamente una pluralidad de canales de comunicación que pueden ser establecidos entre un primer transceptor (tal como una estación base) y un segundo transceptor (tal como un terminal móvil). Los canales de comunicación están sujetos típicamente a efectos ambientales que degradan el comportamiento funcional tales como desvanecimiento multitrayecto y perturbaciones aditivas. Estas diversas fuentes de perturbaciones aditivas pueden proceder de una diversidad de fuentes que incluyen ruido térmico, un elemento de interferencia de canal común y un elemento de interferencia de canal adyacente.

Las características dinámicas del radiocanal presentan dificultades en estimar el canal para tener en cuenta la descodificación de información contenida en la señal recibida. Frecuentemente, en radiosistemas móviles inalámbricos, secuencias de datos conocidas son insertadas periódicamente dentro de las secuencias de información transmitidas. Tales secuencias de datos son denominadas comúnmente secuencias de sincronización o secuencias de instrucción y son provistas típicamente al principio y/o en el medio de un cuadro de datos o una ráfaga de datos. La estimación de canal puede ser realizada usando las secuencias de sincronización y otros parámetros conocidos para estimar el impacto que el canal tiene en la señal transmitida. La estimación por cuadrados mínimos puede ser un modo eficiente de estimar la respuesta a impulso del canal en la presencia de ruido gaussiano blanco aditivo. Sin embargo, cuando el ruido se hace no blanco, o coloreado, estas técnicas pueden resultar menos eficientes.

Para extraer la señal transmitida (o símbolos) de la señal recibida, el receptor de un terminal móvil incluye típicamente un desmodulador que puede ser un desmodulador coherente tal como un desmodulador (o ecualizador) de estimación de secuencia de probabilidad máxima (MLSE: maximun likelihood sequence estimation). Para adaptarse a la variación de canal desde cada ráfaga de datos a la siguiente, un estimador de canal asociado es provisto típicamente para el desmodulador. El estimador de canal funciona típicamente usando símbolos transmitidos conocidos.

En cualquier momento dado, la clase de perturbaciones (interferencia de canal común, interferencia de canal adyacente o ruido térmico), que domina en la señal recibida, es generalmente desconocida. El procedimiento típico es diseñar el desmodulador o el ecualizador en el receptor suponiendo que la perturbación dominante es blanca (o sea, descorrelacionada en el tiempo), esperando que será bien suficiente aunque la perturbación sea algo coloreada.

Por ejemplo, considérese el modelo de receptor representado en la Figura 1. Una señal y(t) es filtrada primero en un filtro de recepción analógico 105 que tiene una función p(t) de transferencia para proporcionar una señal recibida r(t) que es submuestreada a una señal recibida r(n) de velocidad de símbolos antes de procesar en el ecualizador 110 para obtener una estimación sest(u) de señal. Como se usa en esto, el término “velocidad de símbolos” abarca tanto la velocidad de transmisión de símbolos como múltiples de ella. La señal r(n) recibida en momentos discretos submuestreada en velocidad de símbolos es dada por:

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donde

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son los L coeficientes del canal de banda base, s(n) son los símbolos transmitidos y

**(Ver fórmula)**

) es una señal de perturbación,

Como se observó antes, para ayudar a estimar el canal señal de sincronización que incluye un número de símbolos conocidos:

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y la señal recibida conocida

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en el receptor, el transmisor transmite típicamente una

. Los coeficientes de canal

, son estimados entonces usando los símbolos transmitidos conocidos

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. Generalmente, esto se efectúa suponiendo que la perturbación

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es blanca, en otras palabras, que la autocorrelación de , . Basada en esta suposición, la estimación de probabilidad

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máxima (ML: maximun likelihood), que se espera sea la estimación óptima, de los

es la estimación de cuadrados mínimos.

La función de autocorrelación de la perturbación

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puede ser definida como:

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donde

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es el retraso de autocorrelación y

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representan el valor previsto. Es conocido que la estimación de cuadrados mínimos puede ser obtenida como la solución de los criterios de optimización siguientes:

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es la predicción

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un paso por delante de

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dado y los coeficientesdonde

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de canal. Está basada además en la suposición de que la

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perturbación de señal es ruido blanco, en otras palabras, que la autocorrelación de la perturbación

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

Cuando el ruido

no es blanco (o sea, , no se espera que la estimación de cuadrados mínimos

**(Ver fórmula)**

definida en la ecuación (4) sea la estimación de probabilidad máxima de

En un sistema celular típico, la perturbación puede ser modelada como la suma de tres señales pasadas a través del filtro de recepción analógico

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**(Ver fórmula)**

donde

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es el elemento de interferencia de canal común analógico antes del filtro de recepción;

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

) es el elemento de interferencia de canal adyacente analógico antes del filtro de recepción;

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es el ruido térmico antes del filtro de recepción; y

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es el filtro de recepción analógico. Finalmente,

es obtenida muestreando

cada Tsímbolo segundos.

Obsérvese que

**(Ver fórmula)**

podría hacerse coloreada porque

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o

**(Ver fórmula)**

puede ser coloreado. Además,

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

podría hacerse coloreada porque

no es un filtro Nyquist. En otras palabras, la perturbación

de señal puede hacerse coloreada y el color de la perturbación puede cambiar de ráfaga... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para recibir una señal de comunicación sujeta a ruido coloreado por un canal de comunicación, comprendiendo el método los pasos de:

recibir la señal de comunicación que incluye el ruido coloreado (bloque 500); determinar una estimación de canal para el canal de comunicación basado en la señal recibida, información predeterminada asociada con la señal recibida y una autocorrelación del ruido coloreado (bloques 505-532); generar una estimación para la señal recibida usando la estimación determinada de canal (bloque 535); y caracterizado porque el paso de determinar una estimación de canal para el canal de comunicación comprende los pasos de: generar una pluralidad de estimaciones candidatas de canal, en el que cada una de la pluralidad de estimaciones candidatas de canal, está basada en una de una pluralidad de autocorrelaciones candidatas (bloques 500-530); y seleccionar una de la pluralidad de estimaciones candidatas de canal como la estimación de canal (bloques 530-532).

2. Un método según la reivindicación1, en el que el paso de generar una pluralidad de estimaciones candidatas de canal (bloques 505-530) comprende el paso de generar una pluralidad de conjuntos de coeficientes de canal (bloques 510-530), y en el que el paso de seleccionar una de la pluralidad de estimaciones candidatas de canal (bloques 530-532) comprende el paso de seleccionar uno de los conjuntos de coeficientes de canal como los coeficientes de canal (bloque 532).

3. Un método según la reivindicación 2, en el que el paso de generar una pluralidad de conjuntos de coeficientes de canal (bloques 510-530) comprende los pasos de:

seleccionar una de la pluralidad de autocorrelaciones candidatas (bloque 510); determinar un filtro de blanqueo basado en la una seleccionada de la pluralidad de autocorrelaciones (bloque 515); filtrar la señal recibida y la información predeterminada asociada con la señal recibida usando el filtro de blanqueo determinado (bloque 520); generar uno de la pluralidad de conjuntos de coeficientes de canal basado en la señal recibida filtrada y la información predeterminada filtrada asociada con la señal recibida (bloque 525); y repetir (bloque 530: si) el paso de seleccionar (bloque 510), determinar un filtro de blanqueo (bloque 515), filtrar (bloque 520) y generar uno de la pluralidad de conjuntos de coeficientes de canal (bloque 525) para otras de las pluralidad de autocorrelaciones candidatas para proporcionar la pluralidad de conjuntos de coeficientes de canal.

4. Un método según la reivindicación 3, en el que el paso de generar uno de la pluralidad de conjuntos de coeficientes de canal (bloque 525) comprende además el paso de generar uno de la pluralidad de conjuntos de coeficientes de canal usando la ecuación

**(Ver fórmula)**

donde i indica uno de la pluralidad de conjuntos de coeficientes de canal,

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

es

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filtrada por el filtro de

blanqueo asociado con la autocorrelación candidata seleccionada,

**(Ver fórmula)**

es

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filtrado por el filtro de blanqueo y retardado en k muestras y

es la longitud del filtro de blanqueo.

5. Un método según la reivindicación 4, en el que el paso de seleccionar una de la pluralidad de estimaciones candidatas de canal como la estimación de canal (bloques 530-532) comprende el paso de seleccionar como la estimación de canal una de la pluralidad de estimaciones candidatas de canal que tiene un error cuadrático asociado mínimo dado por la ecuación:

donde i indica una de la pluralidad de estimaciones candidatas de canal.

6. Un método según la reivindicación 3, en el que el paso de determinar un filtro de blanqueo basado ene la una seleccionada de la pluralidad de autocorrelaciones (bloque 515) es precedido por el paso de generar y almacenar un filtro de blanqueo para cada una de la pluralidad de autocorrelaciones candidatas, y en el que el paso de determinar un filtro de blanqueo (bloque 515) comprende el paso de seleccionar uno de los filtros de blanqueo almacenados como el filtro de blanqueo.

7. Un método según la reivindicación 3, en el que la señal de comunicación comprende una pluralidad de ráfagas, y en el que la información predeterminada asociada con la señal recibida es una señal de sincronización incluida en cada una de la pluralidad de ráfagas, y en el que el paso de determinar una estimación de canal para el canal de comunicación (bloques 505-532) es ejecutado para cada ráfaga respectiva basado en la señal de sincronización incluida en la ráfaga respectiva para proporcionar una estimación de canal asociada con la ráfaga respectiva, y en el que el paso de generar una estimación de señal para la señal recibida (bloque 525) comprende el paso de generar una estimación de señal para cada ráfaga respectiva usando la estimación de canal asociada con la ráfaga respectiva.

8. Un sistema (404) para recibir una señal

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

de comunicación sujeta a ruido coloreado por un canal (202) de comunicación, comprendiendo el sistema:

medios (404) para recibir la señal de comunicación que incluye el ruido coloreado; medios (415) para determinar una estimación de canal para el canal de comunicación basada en la señal recibida, información predeterminada asociada con la señal recibida y una autocorrelación del ruido coloreado; medios (405) para generar una estimación s(n) de señal para la señal recibida usando la estimación determinada de canal; y

caracterizado porque

los medios (415) para determinar una estimación de canal para el canal de comunicación comprenden: medios (422) para generar una pluralidad de estimaciones candidatas de canal, en el que cada una de la pluralidad de estimaciones candidatas de canal está basada en una de una pluralidad de autocorrelaciones candidatas; y medios (440) para seleccionar una de la pluralidad de estimaciones candidatas de canal como la estimación de canal.

9. Un sistema según la reivindicación 8, en el que los medios (422) para generar una pluralidad de estimaciones candidatas de canal comprenden medios para generar una pluralidad de conjuntos de coeficientes c(k) de canal, y en el que los medios (440) para seleccionar una de una pluralidad de estimaciones candidatas de canal comprenden medios para seleccionar uno de los conjuntos de coeficientes c(k) de canal como los coeficientes de canal.

10. Un sistema según la reivindicación 9, en el que los medios para generar una pluralidad de conjuntos de coeficientes de canal comprenden:

medios para determinar un filtro de blanqueo para cada una de una pluralidad de autocorrelaciones; medios para filtrar la señal recibida y la información predeterminada asociada con la señal recibida usando los filtros de blanqueo determinados para cada una de las pluralidad de autocorrelaciones para proporcionar una pluralidad de señales recibidas filtradas e información predeterminada; y medios para generar un conjunto de coeficientes de canal para cada una de la pluralidad de autocorrelaciones basados en una asociada de la pluralidad de señales recibidas filtradas e información predeterminada asociada con la señal recibida para proporcionar la pluralidad de conjuntos de coeficientes de canal.

11. Un sistema según la reivindicación 10, en el que los medios para generar un conjunto de coeficientes de canal comprenden además medios para generar un conjunto de coeficientes de canal para cada una de la pluralidad de autocorrelaciones usando la ecuación

**(Ver fórmula)**

donde i indica un conjunto particular de coeficientes de canal, filtrada por un filtro de blanqueo asociado

con la autocorrelación candidata seleccionada, filtrada por el filtro de blanqueo y retardada en k muestras y qi-1 es la longitud del filtro de blanqueo.

12. Un sistema según la reivindicación 11, en el que los medios (440) para seleccionar una de la pluralidad de estimaciones candidatas de canal como la estimación de canal comprenden medios para seleccionar como la estimación de canal una de la pluralidad de estimaciones candidatas de canal que tienen un error cuadrático asociado mínimo dado por la ecuación

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

donde i indica uno de la pluralidad de conjuntos de coeficientes de canal.

13. Un sistema según la reivindicación 9, comprendiendo además medios para generar y almacenar un filtro de blanqueo para cada una de la pluralidad de autocorrelaciones candidatas, y en el que los medios para determinar un filtro de blanqueo comprenden el paso de seleccionar uno asociado de los filtros de blanqueo almacenados como el filtro de blanqueo para cada una de la pluralidad de autocorrelaciones candidatas.

14. Un sistema según la reivindicación 9, en el que la señal de comunicación comprende una pluralidad de ráfagas y en el que la información predeterminada asociada con la señal recibida es una señal de sincronización incluida en cada una de la pluralidad de ráfagas, y en el que los medios (415) para determinar una estimación de canal para el canal de comunicación comprenden medios para determinar una estimación de canal para el canal de comunicación para cada ráfaga respectiva basados en la señal de sincronización incluida en la ráfaga respectiva para proporcionar una estimación de canal asociada con la ráfaga respectiva, y en el que los medios (405) para generar una estimación de señal para la señal recibida comprenden medios para generar una estimación de señal para cada ráfaga respectiva usando la estimación de canal asociada con la ráfaga respectiva.


 

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